În acest articol, vă explicăm de ce utilizați umplutura, cum să o utilizați și cum să decideți procentajul corect de utilizat – pentru a maximiza rezistența sau economiile de costuri.

Vom acoperi apoi orice depanare cu probleme legate de umplere și cum să compensăm atunci când se utilizează umplerea redusă sau deloc.

După cum probabil știți, majoritatea obiectelor FDM nu sunt tipărite ca solide. Acest lucru se datorează faptului că imprimarea unui obiect solid ar folosi o cantitate mare de filament și ar dura destul de mult timp pentru a imprima.

Pe de altă parte, un obiect tipărit gol și care folosea doar o carcasă exterioară subțire ar fi ieftin și rapid de imprimat.

Cu toate acestea, pentru multe aplicații acest tip de obiect ar fi impracticabil, deoarece ar eșua cu ușurință sub stresul utilizării normale. Imprimarea 3D completată este un compromis între aceste două poziții .

Densitatea umplerii este cantitatea de filament tipărită în interiorul obiectului, care se referă direct la rezistența, greutatea și durata de imprimare a imprimării dvs.

Diferite tipuri de umplere de imprimare 3D sau modele de umplere pot afecta rezistența finală a obiectului fără a modifica greutatea sau filamentul utilizat pentru imprimare. Vom compara mai jos diferite modele de completare a tipăririi 3D și utilizările acestora.

Cum se alege procentul de umplere

Modelele de umplere a imprimantei 3D sau structura internă a unui obiect sunt o parte necesară a tipăririi unor obiecte 3D, în special a celor care necesită o măsură de rezistență sau rezistență. Acestea fiind spuse, umplerea este, de asemenea, o durere.

Dacă doriți ca lucrarea dvs. de imprimare să aibă succes, probabil că va trebui să utilizați un shell solid cu cel puțin un minim de umplere. Cu toate acestea, cu cât utilizați mai mult umplere, cu atât costul și timpul de imprimare ale obiectului devin mai mari. Merită să luați un moment pentru a decide procentul optim de umplere a imprimării 3D.

Iată densitatea de umplere, stilul imprimantei 3D.

 

În acest articol, vom analiza îndeaproape procesul de umplere. Vom examina avantajele și dezavantajele tipurilor de umplere și a densității tipăririi 3D.

Ne vom uita la modul de echilibrare a cantității de umplere cu utilizarea intenționată a obiectului, pentru a optimiza rezistența, menținând în același timp costurile și timpul de imprimare la un nivel minim.

În cele din urmă, vom analiza modul în care unele dintre software-urile de tăiere de vârf care intră în prezent pe piață schimbă conceptul de umplere. Așadar, continuați să citiți pentru a afla cel mai bun model de umplere pentru imprimările dvs.

Secțiuni obiecte de bază

În general, un obiect FDM de rutină este format din patru secțiuni. Criteriile de proiectare ale fiecăreia dintre aceste secțiuni pot fi modificate individual, astfel încât să se realizeze un design optimizat. Secțiunile sunt:

• Shell – Pereții exteriori ai unui obiect, de obicei construiți vertical de-a lungul axei Z.
• Straturi inferioare – O parte a carcasei compusă dintr-un perete exterior al unui obiect, atașat inițial la placa de construcție.
• Straturi superioare – O parte a învelișului formată dintr-un perete exterior al unui obiect, orientat în sus. De obicei ultima parte a unui obiect de imprimat.
• Umplutură – Materialul care cuprinde interiorul obiectului între cochilie sau pereți.

Forme de umplere

Există mai multe forme de umplere disponibile în mod obișnuit în majoritatea programelor de tăiere. De exemplu, modelele de umplere ale Cura includ Fagure și Triunghiuri, printre altele.

Care dintre ele este potrivit pentru dvs. depinde de tipul de obiect pe care intenționați să îl creați și de puterea de umplere a imprimării 3D de care aveți nevoie.

• Rectangular – Acest model standard de umplere oferă o rigiditate rezonabilă în toate direcțiile. Este, de asemenea, unul dintre cele mai ușoare modele de umplere pentru a imprima, necesitând o cantitate minimă de punte din partea capului de imprimare.
• Triunghiular – adecvat atunci când este necesară rezistența în direcția învelișului. Cu toate acestea, imprimarea durează mai mult.
• Wave sau Wiggle – După cum sugerează și numele, un model de umplere a formei de undă. Este deosebit de util atunci când un obiect trebuie să poată răsuci sau comprima. Acest lucru este minunat de utilizat pentru materiale flexibile.
• Umplutura 3D cu fagure – Unul dintre cele mai populare modele de umplere. Oferă o rezistență generală mai mare în toate direcțiile decât un model dreptunghiular, cu o creștere foarte mică a timpului de imprimare. Este, în general, considerat cel mai frecvent utilizat, cel mai puternic model de umplere.

Iată câteva exemple de modele de umplere Cura. Unele sunt noutăți (cum ar fi crucea, nu sunt ilustrate) și durează mai mult, în timp ce altele sunt mai rapide. Umplutura de fagure Cura nu este disponibilă în prezent.

Grila / dreptunghiulară este o opțiune rapidă implicită bună. Concentricul este cel de-al doilea cel mai bun semn pentru imprimări flexibile, pentru ao menține moale. Triunghiul este cel mai puternic model de umplere Cura al doilea până la fagure.

Cubic este un compromis excelent între rezistență, viteza de imprimare și păstrarea modelului de utilizare ușoară / redusă a filamentului.

Cura Infill Overlap:

Suprapunerea este cantitatea pe care marginile umpluturii dvs. sunt imprimate pe pereții exteriori ai imprimării. Dacă suprapunerea este prea mare, veți ajunge cu umplutura forțată prin pereți – ceea ce nu este o priveliște frumoasă.

Valoarea implicită este de 10%, ceea ce oferă spațiu pentru o bună aderență consistentă între umplutură și pereți, fără ca umplutura să treacă.

Valoarea implicită în majoritatea cazurilor este suficientă, dar dacă doriți să o modificați:

Suprapunerea de umplere este ascunsă în mod implicit (la fel ca majoritatea opțiunilor din Cura 2.x / 3.x)

Pentru a o activa:

1. Faceți clic pe mica roată dințată de lângă umplere atunci când treceți cu mouse-ul peste ea.

2. Apoi bifați caseta pentru suprapunere de umplere în fereastra care apare.

3. Implicit este 10% din LineWidth – adică 0,04 mm pentru o duză de 0,4 mm.

Utilizarea Grosimii Shell pentru a reduce procentajul de umplere

Coaja unui obiect constă din straturi în exteriorul unui obiect. În multe modele, cochilia este adesea prima zonă care este imprimată în orice strat. Aceasta înseamnă că grosimea cojii este strâns legată de cantitatea și procentul de umplere.

Când măriți grosimea cojii unui obiect, îi măriți și rezistența. Aceasta înseamnă că obiectul devine mai robust și mai capabil să facă față stresului fără a fi nevoie să crească densitatea de umplere a imprimării 3D.

Majoritatea programelor de feliere vă vor permite să reglați densitatea grosimii cojii în zone specifice ale obiectului, oferind astfel rezistență localizată acolo unde este cel mai necesar.

Grosimea cojii este de obicei măsurată în diametrul duzei de imprimare. Dacă decideți să măriți ușor grosimea cojii pentru a reduce cantitățile de umplere, asigurați-vă că grosimea specificată în proiectul dvs. este un multiplu al diametrului duzei.

Acest lucru va ajuta la reducerea golirii pereților, straturilor inferioare și superioare.

Ajută cu adevărat să folosiți filamente de bună calitate la imprimare, mai ales dacă doriți să maximizați rezistența în timp ce reduceți materialul folosit. Aici intră în filament de înaltă calitate, imprimările dvs. vor fi mai puternice, dar cu umplutură mai mică (sau fără), puteți utiliza mai puțin material și puteți economisi mai mult timp.

Puteți chiar economisi bani cu imprimări mai puțin eșuate sau piese inutilizabile.

Iată un exemplu de număr scăzut al stratului superior, făcând umplutura vizibilă de dedesubt. Mai puțină umplere înseamnă, în mod normal, că veți avea nevoie de un număr mai gros de straturi pentru a compensa, în special pe imprimările cu suprafețe mai mari.

Trebuie remarcat faptul că există unele dezavantaje ale acestei abordări. Orice proces de finisare post-imprimare, cum ar fi șlefuirea sau recoacerea , va reduce grosimea cojii și va afecta direct rezistența.

Acest lucru poate fi compensat prin creșterea și mai mare a grosimii carcasei. Cu toate acestea, fiecare creștere a grosimii cojii va crește costurile și timpul de imprimare. Deci, la un moment dat, creșterea grosimii cojii pentru a reduce sau elimina cantitățile de umplutură devine o propunere pierdută.

Experimentarea cu design-urile și setările tăietorului vă va ajuta să determinați dacă această abordare este potrivită pentru circumstanțele dvs. particulare.

Procentul de umplere a imprimantei 3D și rezistența generală a obiectului

Pentru a înțelege umplerea, gândiți-vă la ușile din casa dvs. Foarte puține uși care sunt produse în serie sunt fabricate din lemn masiv. Costul este pur și simplu prea prohibitiv. Majoritatea ușilor disponibile comercial au o suprafață exterioară din lemn sau metal construită în jurul unui miez format dintr-un material cu densitate mai mică.

Acest lucru permite ca ușa să fie produsă rapid în volume mari, rămânând la prețuri accesibile.

Deci, la un obiect FDM. Designul tipic FDM constă dintr-o suprafață exterioară solidă (carcasă) care este construită în jurul unei umpluturi cu densitate mai mică. La fel ca în cazul ușilor, acest aranjament permite tipărirea obiectului cât mai repede posibil la un cost rezonabil.

Majoritatea programelor de slicer au o setare implicită de umplere undeva între 18% și 20%. Pentru multe modele și obiecte, această densitate implicită este perfect acceptabilă . Cu toate acestea, când vine vorba de procentul de completare, nu există o regulă dură și rapidă care să se potrivească tuturor scenariilor.

Un procent de umplere de la 18% până la 20% poate funcționa bine pentru un obiect prototip în care puterea necesită formarea sau modelarea unui scaun din spate. Cu toate acestea, același procentaj de umplere va fi complet inadecvat pentru un obiect care a fost conceput pentru a menține greutatea, ca o paranteză.

În general, puterea unui obiect FDM este legată direct de procentul de umplere utilizat în timpul imprimării. De exemplu, o parte care utilizează 50% umplutură este cu aproximativ 25% mai puternică decât o parte care utilizează 25% umplutură.

Cu toate acestea, cantitatea de rezistență câștigată prin creșterea procentului de umplere nu crește liniar. De exemplu, creșterea procentului de umplere de la 50% la 75% are ca rezultat doar o creștere suplimentară a puterii de 10%.

În plus față de creșterea rezistenței generale a obiectului, procentul de completare este, de asemenea, esențial pentru rezistența caracteristicii obiectului. De exemplu, luați în considerare un obiect din două piese conceput să se conecteze împreună utilizând o caracteristică integrală de atașare, cum ar fi o fixare rapidă.

Un conector de fixare rapidă este de obicei conceput ca un consolă. Aceasta înseamnă că punctul său cel mai slab va fi zona mică care îl atașează la corpul principal al obiectului.

La un procent redus de umplere, densitatea internă a consolului este insuficientă pentru a rezista la stresul conexiunii. Ca urmare, se va deconecta în punctul său de conectare.

Creșterea procentului de umplere va crește densitatea conexiunii , cu o creștere corespunzătoare a puterii.

Aceeași situație este valabilă atunci când un obiect din mai multe părți este proiectat pentru a fi asamblat cu șuruburi sau șuruburi. Folosirea unui procent scăzut de umplutură va duce de obicei la o conexiune slabă, datorită faptului că șurubul sau șurubul este mai probabil să câștige o achiziție insuficientă sau să rateze complet umplutura atunci când densitatea este mică.

Din nou, dacă doriți să maximizați rezistența, folosind un filament de calitate superioară cu o rășină mai puternică pe bază pură (de calitate superioară și fără umplutură pe care o poate folosi mai ieftin), cu o aderență mai bună dintre straturi, veți construi mai multă rezistență în imprimările dvs.

Procentaj de completare a suportului

În același mod în care ați putea dori să măriți umplerea în zonele cu stres mai mare, este adesea înțelept să reduceți procentul de umplere a suportului cât puteți scăpa. Pentru suporturi foarte mici, adesea 0% va fi bine.

Acest lucru vă permite să economisiți filament și să mențineți viteza de imprimare redusă.

Completarea problemelor

Această problemă obișnuită de tipărire, prezentată în imaginea de mai sus, este adesea presupusă a fi o problemă cu setările dvs. de umplere. Cu toate acestea, această problemă este de fapt un caz simplu de sub extrudare – dacă este un exemplu extrem.

Deoarece lățimile pereților de umplere sunt adesea imprimate mult mai subțiri decât pereții exteriori ai imprimării dvs., în cazul problemelor de extrudare devin aproape întotdeauna mai evidente odată cu umplerea, chiar dacă pereții exteriori imprimați mai grozavi par la început.

Dacă întâmpinați probleme de umplere spongioasă, poate fi necesar să vă uitați mai întâi la sortarea problemei dvs. sub extrudare .

Alte probleme, cum ar fi umplutura care nu se atinge sau nu se leagă complet de pereții exteriori ai imprimării dvs. (pur și simplu, decalaje între umplutura și pereții exteriori), ar putea fi cauzate de setări incorecte ale tăietorului, dacă nu sunt deja un simptom al extrudării menționate mai sus.

Pentru a remedia acest lucru, veți dori să vă asigurați că setările dvs. de „suprapunere de umplere” din feliator sunt setate corect. Adesea cauza este că nu sunt setate inițial sau setate la „0”.

Experimentați cu valori mai mari din ce în ce mai mari (începeți cu aproximativ 10% și, de obicei, nu depășiți 50%) cu tipărirea specifică până când problema este rezolvată.

Modele de completare adaptive Makerbot

Makerbot a lansat recent un nou model de completare pe care îl numesc MinFill. MinFill este scurt pentru „umplere minimă” și exact acest lucru face acest model.

Folosind un algoritm nou dezvoltat, MinFill determină cantitatea minimă de suport interior necesar pentru fiecare secțiune a unui obiect tipărit.

Potrivit Makerbot, MinFill modifică automat setările de completare în funcție de geometria unică a unui obiect. De asemenea, face determinări cu privire la cât de mult este nevoie de asistență și unde, eliminând ghiciurile, testările și modificările utilizatorilor.

Rezultatele finale sunt imprimări puternice, frumoase, care utilizează mai puțin filament și se imprimă mai repede decât obiectele folosind setările tradiționale de umplere a tăietorului.

Evident, dacă ați proiectat un obiect care necesită o anumită cantitate de putere pentru a funcționa, vi se va cere să setați manual procentele de umplere.

Cu toate acestea, pentru un număr mare de lucrări de imprimare, MinFill ar putea reprezenta valul viitorului atunci când vine vorba de determinarea procentului adecvat de completare.

Rezumat:

În cele din urmă, când vă gândiți la umplere, doriți să vă amintiți relația unică dintre rezistență, cost și timpul de imprimare. Fiecare creștere a rezistenței unui obiect vine cu o creștere corespunzătoare a costului de imprimare și a timpului.

Secretul unei utilizări reușite a umpluturii este găsirea punctului dulce în care se obține o rezistență suficientă pentru scopul proiectat al unui obiect, costul și timpul fiind păstrate în parametri acceptabili.